指针式led时钟的制作方法

文档序号:6263904阅读:364来源:国知局
专利名称:指针式led时钟的制作方法
技术领域
本实用新型涉及一种时钟装置,用LED组合成LED发光线模拟机械式钟表的指针,用单片机控制发光线的亮和灭来完成显示时间的指针式LED时钟。
背景技术
目前,所用指针式时钟的指针是靠机械装置驱动达到指示时间的目的,在黑暗的环境下无法看清楚,而且还发出嗒嗒的噪声,另外大的指针式时钟机械装置非常笨重。
发明内容为了克服现有指针式时钟在黑暗环境下无法看清时间等不足,本实用新型提供一种指针式LED时钟,包括单片机U2、译码器U3和U4、反相器U5和TO、60条LED发光线DO D59、混色LED发光组rl r9、LED发光组rlO rl2、三基色LEDrl3、PNP型驱动三极管Ql Q16和NPN型驱动三极管Q17 Q28、电源,其特征是60条LED发光线DO D59,将每条发光线分成三段,分别是^段、mn段和hn段,其中η = O 59,共有180个发光段;混色LED发光组rl r9,用于标示时刻,整点时刻点用2个黄色LED标示,其它时刻点用红色LED标示,共60个点;发光组rlO rl2构成圆;三基色LED rl3构成表盘中心,以上是钟表盘的部件,单片机U2的Pl 口外接译码器U3和U4,经U3译出的信号驱动三极管Ql Q16,Q1 Q16集电极输出构成矩阵的16条行线;经U4译出的信号通过TO和TO反向驱动三极管Q17 Q28,Q17 (^8集电极输出构成矩阵的12条列线,这样行线和列线构成具有一定驱动能力的矩阵,共192个矩阵点,其中的180个矩阵点驱动180个发光段,剩余12个矩阵点驱动混色LED发光组rl r9、发光组rlO rl2以及三基色LEDrl3,以上是控制电路与表盘部件的连接关系。该时钟不仅在黑暗环境下方便观看,而且还去除了噪音并省去笨重的机械装置,夜间还具有微弱的照明或者引导作用。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是显示部分以三基色LED为圆心,用LED构成一个圆,在圆外由LED组成的60条发光线,按每条线之间的夹角为6度依次绕圆排列构成指针显示区,为了区别指针长短,将每条发光线分成三段,分别是^段、mn段和hn段,其中η = O 59,如第一条发光线由%段、m0段和Iitl段构成,第二条发光线由S1段、Hl1段和Ill段构成,以此类推,第六十条发光线由S59段、段和h59段构成,共有180个发光段。^段+叫段+!^段亮代表秒针,!^段+!^段亮代表分针,、段亮代表时针。用LED来标示时间刻度点,整点时刻点用2个黄色LED标示,其它时刻点用红色LED标示,共60个点,如同机械指针式钟表四周的时刻点。控制部分由单片机AT89C2051、4-16线译码器74HC154、六反相器CD4069、驱动三极管及其他必须的外围电路组成,控制原理如下AT89C2051的Pl 口的高四位接4_16线译码器U3的输入口 AO A3,完成YO Y15译码,驱动三极管Ql Q16,Ql Q16三极管集电极输出组成行线;同理,AT89C2051的Pl 口的低四位接4_16线译码器U4的输入口 AO A3,完成YO-Yll译码,再由两个六反相器反向驱动三极管Q17 Q28,Q17 集电极输出组成列线,这样行线和列线构成具有一定驱动能力的矩阵,共192个矩阵点,用其中的180个矩阵点驱动180个发光段的亮和灭,模拟显示指针,剩余12个矩阵点用于驱动标示时刻点的LED、构成圆的LED以及构圆心的三基色LED。本实用新型的有益效果时间显示醒目明亮,轻便无噪音。非常适用用于车站、广场、码头、酒店、学校等公共场所,其小型化用于家庭不仅可以指示时间,在夜间可兼具一定的照明作用。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是整体原理图图1中,AT89C2051是单片机,其Pl 口外接译码器U3和U4,经U3译出的信号驱动三极管Ql Q16,而Ql Q16的集电极输出构成16条行线。经U4译出的信号YO Yll通过反相器TO和U6反向后驱动三极管Q17 Q28,而Q17 的集电极输出构成12条列线,16条行线和12条列线构成共192个矩阵点的矩阵,单片机外围还有键盘电路、时钟电路、电源电路等。图2至图11是电路原理图在图2中,Ul是升压集成块KX2100A45M,U2是单片机AT89C2051,U3和U4是4-16线译码器74HC154,U5和U6是六反相器CD4609UB,Sffl至SW5是轻触开关,Yl是12MHZ晶振,Jl是接线端子。在图3中,Ql Q16是PNP型三极管,Q17 是NPN型三极管。在图4中,rl r9是混色LED发光组,rlO rl2是LED发光组,rl3是三基色LED。在图5至图11中,DO D59是60条LED发光线,每条发光线分为三段即 段、mn段和hn段,其中η = O 59,如第一条发光线由S0段、mQ段和hQ段构成,第二条发光线由S1段、Hl1段和hi段构成,以此类推,第六十条发光线由S59段、Hl59段和h59段构成,共有180个发光段。图12是矩阵电路原理图图13是显示表盘结构图
具体实施方式
在图2和图3中,D1、D2是隔离二极管;C2、C3、EC2、C7、C8、C9、C10、C11是滤波电容;C1、EC1、D3、U1、L1构成升压电路;BATl是备用电源,当主电源VDD5V断电后BATl经升压电路只给单片机U2供电;C4、C5、Yl以及单片机U2内部电路构成振荡电路;R221、R222是单片机U2的Pl. O、Pl. 2的上拉电阻;C6、R223、SW5与单片机U2的RST/VPP相接构成复位电路;P3. 0、Ρ3· 1、Ρ3· 2、Ρ3· 3、Ρ3· 4、Ρ3· 5与Jl相接,用于功能扩展;Ρ3. 7与Q29基极相接,R2M和收9不能同时接入电路,只能任选其一。单片机U2的Ρ3. 0 Ρ3. 3分别与轻触开关SWl至SW4相接,用来调整时间。单片机U2的Pl 口低四位Ρ1.0 Pl. 3分别与4-16线译码器U4的AO A3相接;单片机U2的Pl 口高四位Pl. 4 Pl. 7分别与4_16线译码器U3的AO A3相接。4_16线译码器U3的YO Y15通过电阻分别与Ql Q16的基极相接,Ql Q16集电极输出作为矩阵的行线 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F 共 16 条;4-16 线译码器 U4 的 YO Y5与六反相器U5的输入端1、3、5、13、11、9相接,其输出端2、4、6、12、10、8通过电阻分别与三极管Q17 Q22的基极相接;4-16线译码器U4的Y6 Yll与六反相器U6的输入端1、3、5、13、11、9相接,其输出端2、4、6、12、10、8通过电阻分别与三极管Q23 Q28的基极相接,Q17 Q28 的集电极输出作为矩阵的列线 001、002、004、008、010、020、040、080、100、200、400,800共12条,R193-R220是三极管基极限流电阻。在图4中,混色LED发光组rl至r9分别由两种色光的LED组成,其中两个黄色LED为一组,标示一个整点时刻点,在两个整点时刻点之间插入四个红色LED用来标示其他时刻。LED发光组rlO至rl2为同种色光LED组成,用来构成圆,R181-R192是限流电阻。rl3用于构成表盘中心,其三基色LED分别串接限流电阻R225、R226、R227再分别与rlO至rl2并联。在图5至图11中,LED发光线DO D59中,每条发光线分为\段、mn段和hn段,发光段长度的比例是\段叫段hng=l 1 3,R1-R180是限流电阻。在图12 中,12 条列线 001、002、004、008、010、020、040、080、100、200、400、800 与16条行线0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F构成192个点的矩阵。其矩阵点分别是sO s59、m0 m59、hO h59、rl r9和rlO rl2,将图5至图11中的s0 s59段、m0 m59和h0 h59段、rl r9、rlO rl2分别接入对应的矩阵点。LED正极接行线,负极接列线.在图13中,该图是显示表盘结构图。以三基色rl3为中心,发光组rlO至rl2中的LED构成圆。将60条发光线DO D59按每条线之间的夹角为6度依次布置在圆外构成钟表指针显示区。将混色LED发光组rl至r9中的两个黄色LED —组构成12个整点时刻标示点,其余48个同色LED每一个为一个点构成其它48个时刻标示点;每两个整点时刻标示点中间插入其它4个时刻标示点围成一周,共60个点,这些点都在发光线的延长线上用以标示时间刻度点。工作原理编写程序,对矩阵点进行编码。由前面介绍的矩阵电路可知,矩阵共有192个点,要使接入矩阵点的LED发光,必须是行线输出高电平,列线输出低电平。由此对矩阵点进行编码,相应也就对接入矩阵点的发光段、发光组、三基色LED进行编码,分别建立发光段、发光组、三基色LED的数据表。由单片机U2定时中断产生的秒、分、小时的数据经转换程序查表得到相应发光段的编码,再由单片机U2分时扫描输出经译码器等电路进行变换,最后由三极管驱动相应的发光段、发光组以及三基色LED工作达到显示时间的目的。
权利要求1.一种指针式LED时钟,包括单片机U2、译码器U3和U4、反相器TO和TO、60条LED发光线DO D59、混色LED发光组rl r9、LED发光组rlO r 12、三基色LED rl3、PNP型驱动三极管Ql Q16和NPN型驱动三极管Q17 Q28、电源,其特征是60条LED发光线DO D59,将每条发光线分成三段,分别是^段、mn段和hn段,其中η = 0 59,共有180个发光段;混色LED发光组rl r9,用于标示时刻,整点时刻点用2个黄色LED标示,其它时刻点用红色LED标示,共60个点;发光组rlO rl2构成圆;三基色LED rl3构成表盘中心,以上是钟表盘的部件,单片机U2的Pl 口外接译码器U3和U4,经U3译出的信号驱动三极管Ql Q16,Ql Q16集电极输出构成矩阵的16条行线;经U4译出的信号通过U5和U6反向驱动三极管Q17 Q28,Q17 (^8集电极输出构成矩阵的12条列线,这样行线和列线构成具有一定驱动能力的矩阵,共192个矩阵点,其中的180个矩阵点驱动180个发光段,剩余12个矩阵点驱动混色LED发光组rl r9、发光组rlO rl2以及三基色LED rl3,以上是控制电路与表盘部件的连接关系。
2.根据权利要求1所述的一种指针式LED时钟,其中的混色LED发光组rl r9特征在于将混色LED发光组rl r9中的两个黄色LED —组构成12个整点时刻标示点,其余48个同色LED每一个为一个点构成其它48个时刻标示点;每两个整点时刻标示点中间插入其它4个时刻标示点围成一周,共60个点,这些点都在发光线的延长线上用以标示时间刻度点。
3.根据权利要求1所述的一种指针式LED时钟,其中的矩阵特征在于12条列线001、002、004、008、010、020、040、080、100、200、400、800 与 16 条行线 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F构成192个点的矩阵。
4.根据权利要求1所述的一种指针式LED时钟,其中的钟表盘特征在于以三基色rl3为中心,LED发光组rlO rl2构成圆,将60条发光线DO D59按每条线之间的夹角为6度依次布置在圆外构成钟表指针显示区,将混色LED发光组rl至r9中的两个黄色LED —组构成12个整点时刻标示点和其它48个时刻标示点,这些点都在发光线的延长线上用以标示时间刻度点。
专利摘要本实用新型涉及一种指针式LED时钟,用LED组成发光线模拟机械时钟的指针,分段控制发光线,达到显示时间的目的。技术方案是(1)AT89C2051是单片机,其P1口外接译码器U3和U4,经U3译出的信号驱动三极管Q1~Q16输出构成矩阵的16条行线,经U4译出的信号Y0~Y11通过U5和U6反向驱动三极管Q17~Q28输出构成矩阵的12条列线。矩阵点接发光段等发光电路。单片机外围还有键盘等辅助电路。(2)以三基色LED为中心,再用LED构成圆,将60条发光线按每条线之间的夹角为6度依次布置在圆外构成钟表指针显示区,在指针的延长线上放置LED标示时刻。有益效果相比现有技术,本实用新型时间显示醒目明亮,轻便无噪音。适用于车站、广场、酒店、学校等公共场合,夜间有微弱的照明作用。
文档编号G04G9/04GK202171727SQ20112013190
公开日2012年3月21日 申请日期2011年4月21日 优先权日2011年4月21日
发明者向孝军, 姜兵 申请人:向孝军, 姜兵
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